陀螺旋转的时候为什么不会倒

陀螺旋转的时候为什么不会倒

原来，这里有一种极有趣的力的相互作用。一个照着箭头所指的方向旋转着的陀螺。边上写着A字的那一部分，和在它对面写着B字的那一部分。A的部分在离开你，而B的部分在向着你转过来。现在再看，当你把陀螺的轴向你自己这一面侧倒的时候，这两部分会起什么样的运动。你这样推它，就是使A的部分的运动向上斜，B的部分的运动向下斜；使这两部分都得到一种跟自己本来的运动成直角的推动。可是，陀螺在很快旋转的时候，它的圆周速度非常大，而你推它的时候所给它的那个速度却很小。一个小速度和一个大速度结合而成的速度，自然跟圆周的大速度相差不大。所以陀螺的运动几乎没有改变。陀螺好象抵抗着一切想把它推倒的力量。同时陀螺越重和转得越快，就越能顽强地抵抗推倒它的力量。这就是陀螺能够不倒的原因。
　　这个解释，在本质上同惯性定律有直接关系。陀螺上的每一个点，都在一个跟旋转轴垂直的平面里沿着一个圆周转。按照惯性定律，每一个点随时都竭力想使自己沿着圆周的一条切线离开圆周。可是所有的切线都同圆周本身在同一个平面上。因此，每一个点在运动的时候，都竭力想使自己始终留在跟旋转轴垂直的那个平面上。由此可见，在陀螺上所有跟旋转轴垂直的那些平面，也竭力在维持自己在空间的位置。这就是说，跟所有这些平面垂直的那旋转轴本身，也竭力在维持自己的方向。
　　我们不准备研究陀螺在外力作用下所发生的一切运动。这需要做很多解释，未免会枯燥无味。我们只想解释一下，一切旋转物体所以能够使它们的旋转轴的方向保持不变，原因在哪里。
　　旋转物体的这种性质正被现代技术广泛地利用着。在现代轮船和飞机上装置的各种回转仪，象罗盘、稳定器等，都是根据陀螺原理造成的。旋转的作用保证了炮弹和枪弹飞行的稳定性，也可以用来保证人造卫星、宇宙火箭等在真空中运动的稳定性。

陀螺旋转起来时有个竖直方向的角动量，在没有外力矩下，角动量将守恒(定律)，所以他的趋势是:保持不倒使得这个角动量的方向不变。假如是一个静物，重力使得他下落。然而对于旋转的陀螺，有角动量存在，情况有所不同。此时，重力不会使他下落，而只是使他的转轴方向发生小的扰动，即所谓的‘章动’。最终由于空气阻力使他的转速变慢而倒下。]

一个力学物体受到数力的作用，若其合力的大小、方向为零时，且各力对任意一点之力矩和也为零时，就称此力学系统是处於平衡状态。换言之，当物体呈现一种动者恒动、静者恒静的状态时，就叫平衡。物体在很多情况下都能呈现平衡状态，不只是在静止的时候，当它在动的时候也会达到平衡。旋转的陀螺在倾斜时，由于只受到重力矩（经过质心）的作用，而相对于进动的中间轴，由“右手定则”可知这个重力矩是始终与陀螺的旋转轴垂直的，故该重力矩不改变陀螺的转动速度，只改变它的旋转轴的方向，使旋转轴绕中间轴转动，而不会马上倒下。当陀螺“高速”旋转时，它的角速度很高，进动现象不明显，低速时则明显很多。当然了，这只是初步的原理，详细的资料可以参阅大学物理“刚体力学”一章，里面有更为详尽的分析。]

读过理论力学的，就能算了。 陀螺如果向某一方倾斜，由于高速旋转，会产生一个向心的力，把他拉回来。 具体不详细说了。 一般只要用角动量守恒就行。 陀螺如果倒了，其角动量就会变的很大，就不符合守恒原理了。 所以只有当转速降低到，倒下后的角动量不会增加时，才会倒。]